一种明挖隧道的抗隆起装置及其施工方法与流程

文档序号:39335534发布日期:2024-09-10 11:48阅读:49来源:国知局

本申请涉及轨道交通,尤其涉及一种明挖隧道的抗隆起装置及其施工方法。


背景技术:

1、在现有技术中,往往需要在既有隧道的上方施工其他近接工程,近接工程的施工容易影响周边土体的稳定和平衡,对土体形成扰动,从而对既有隧道造成影响。对于在既有隧道上方施工的近接工程,经常需要在既有隧道的上方进行土体的开挖(例如,基坑开挖或隧道掘进等),从而对既有隧道造成一定程度的卸载,引起下部土体的回弹变形,土体中的既有隧道势必一起上拱,进而引起既有隧道的上浮。

2、对于上述情况,工程上经常采用的处理措施包括以下几种:①对既有隧道周边土体进行处理,如注浆或散体桩加固等,目的在于改善土体参数,减小地层卸载时造成的回弹变形量,同时希望起到一定程度的隔离作用,阻断变形对既有隧道结构的影响;②在土体开挖施工时,采用分层分区域的开挖方案,以减慢土体卸载对既有隧道的影响速度,同时密切监测变形数值,在达到预警或报警前及时停止,减小危害程度;③在紧邻既有隧道的两侧打设实体桩,并在既有隧道上方施作压梁(顶梁),使实体桩和压梁形成跨在既有隧道上方的板凳桩结构,从而利用板凳桩结构抵抗既有隧道上方的土体隆起,如图1所示。

3、其中,设置板凳桩结构的方法,其原理在于利用板凳桩结构中两侧实体桩的抗拔能力和板凳桩结构的整体性,对土体和既有隧道上拱起到一定的抑制作用。但是,在工程实践中常常达不到预期效果,主要原因在于:板凳桩结构是在隧道结构顶部以上位置设置压梁,压梁不与隧道结构接触,而是通过对土体的限制来减小隧道结构的隆起。此外,板凳桩的结构形式决定了两侧桩和上部压梁必须距离隧道较近,当板凳桩两侧实体桩距离隧道较远时压梁跨度将增大,同时约束也将变得微弱,但距离隧道较近容易造成回弹土体裹挟着板凳桩结构共同上拱,就需要将板凳桩结构的实体桩打的非常深,最好打入到变形值非常小的区域内,这在实际工程中经常由于地层性质或工程投资的原因难以实现。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种明挖隧道的抗隆起装置及其施工方法,从而可以有效防止既有隧道上浮。

2、本发明的技术方案具体是这样实现的:

3、一种明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,该方法包括:

4、步骤a,确定明挖隧道基坑和预挖近接工程基坑的位置,开挖明挖隧道基坑到设计标高,并在明挖隧道基坑内浇筑隧道结构;

5、步骤b,根据预挖近接工程基坑的尺寸,在明挖隧道基坑的两侧确定出待挖桩孔的位置及深度;

6、步骤c,在明挖隧道基坑的底部,斜向下施工对称的套管,套管顶端的向上延长线与隧道结构的顶部相切,套管底端位于待挖桩孔的底部预设位置处;

7、步骤d,开挖桩孔,在桩孔的底端进行扩底处理,形成扩大头;在桩孔内浇筑桩孔护壁,并保证浇筑桩孔护壁后的桩孔与套管连通;

8、步骤e,将锚索穿过隧道结构顶部预设的连接件,并将锚索的两个端头分别穿过套管后进入到桩孔内,在锚索的两个端头安装锚固端头,并对锚索施加预紧力;

9、步骤f,在桩孔内完成桩体施工,形成具有扩大头的孔桩,回填明挖隧道基坑。

10、较佳的,所述施工对称的套管包括:使用小型定向钻机,在待设置套管的位置施工钻孔,再在钻孔内设置套管。

11、较佳的,在浇筑隧道结构的过程中,在隧道结构的顶部预埋多个连接件,将连接件底部的锚筋锚固在隧道结构内,使其承托板贴合在隧道结构的外表面上,承托板顶端固定的连接板上具有通孔。

12、较佳的,多个连接件在隧道横断面上布设的范围与锚索接触隧道结构顶部的范围相同。

13、较佳的,根据预挖近接工程基坑的长度及隧道结构上部土体卸载的范围,沿隧道结构的延伸方向布置多道锚索,与锚索对应设置的孔桩之间的间距大于孔桩桩径。

14、一种由上述施工方法施工而成的明挖隧道的抗隆起装置,包括:明挖隧道基坑、隧道结构、孔桩、套管和锚索;

15、所述隧道结构设置在明挖隧道基坑内,所述明挖隧道基坑的两侧的预设位置处分别设置有向下的孔桩,孔桩的底端具有扩大头;

16、所述明挖隧道基坑与其两侧的孔桩之间设置有对称的套管,套管顶端的向上延长线与隧道结构的顶部相切,套管底端位于孔桩的底部预设位置处;

17、所述锚索穿过隧道结构顶部预设的连接件,锚索的两个端头分别穿过套管后锚固在孔桩内,锚索上具有预紧力。

18、较佳的,所述孔桩设置在预设的桩孔内,桩孔内设置有桩孔护壁,且桩孔与套管连通。

19、较佳的,所述套管设置在预设的钻孔内。

20、较佳的,所述隧道结构的顶部设置有多个连接件,每个连接件包括:多个锚筋、承托板和连接板;

21、所述多个锚筋固定在承托板的底部,并锚固在隧道结构内,承托板与隧道结构的外表面贴合;

22、所述连接板固定在承托板上,连接板上具有通孔。

23、较佳的,所述锚索的两个端头上分别设置有锚固端头,锚索的两个端头通过锚固端头锚固在孔桩内。

24、如上可见,在本发明中的明挖隧道的抗隆起装置及其施工方法中,通过将锚索穿过隧道结构顶部的连接件,将锚索的两个端头锚固在孔桩内,并在锚索上设置预紧力,从而可以利用锚索对隧道结构产生较强的抗拉能力,同时利用孔桩底端的扩大头抵抗上拔和水平拉力,从而可以对隧道结构产生较强的约束力,当施工近接工程基坑时可以有效防止隧道结构上浮。进一步地,由于本发明提供的技术方案采用抗拉强度高的锚索直接作用于隧道结构上,可以大幅提高对既有隧道的约束能力,从而可以适当增大孔桩与隧道结构之间的距离,进而可以避开后期近接工程施工时土体卸载的主要回弹范围,即受到地层上浮的影响更小。



技术特征:

1.一种明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,其特征在于,所述施工对称的套管包括:使用小型定向钻机,在待设置套管的位置施工钻孔,再在钻孔内设置套管。

3.根据权利要求1所述的明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,其特征在于,在浇筑隧道结构的过程中,在隧道结构的顶部预埋多个连接件,将连接件底部的锚筋锚固在隧道结构内,使其承托板贴合在隧道结构的外表面上,承托板顶端固定的连接板上具有通孔。

4.根据权利要求3所述的明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,其特征在于,多个连接件在隧道横断面上布设的范围与锚索接触隧道结构顶部的范围相同。

5.根据权利要求1所述的明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,其特征在于,根据预挖近接工程基坑的长度及隧道结构上部土体卸载的范围,沿隧道结构的延伸方向布置多道锚索,与锚索对应设置的孔桩之间的间距大于孔桩桩径。

6.一种由权利要求1至5任一项的施工方法施工而成的明挖隧道的抗隆起装置,其特征在于,包括:明挖隧道基坑、隧道结构、孔桩、套管和锚索;

7.根据权利要求6所述的明挖隧道的抗隆起装置,其特征在于,所述孔桩设置在预设的桩孔内,桩孔内设置有桩孔护壁,且桩孔与套管连通。

8.根据权利要求6所述的明挖隧道的抗隆起装置,其特征在于,所述套管设置在预设的钻孔内。

9.根据权利要求6所述的明挖隧道的抗隆起装置,其特征在于,

10.根据权利要求6所述的明挖隧道的抗隆起装置,其特征在于,所述锚索的两个端头上分别设置有锚固端头,锚索的两个端头通过锚固端头锚固在孔桩内。


技术总结
本发明提供了一种明挖隧道的抗隆起装置的施工方法,包括:开挖明挖隧道基坑到设计标高,并在明挖隧道基坑内浇筑隧道结构;在明挖隧道基坑的两侧确定出待挖桩孔的位置及深度;在明挖隧道基坑的底部,斜向下施工对称的套管,套管顶端的向上延长线与隧道结构的顶部相切,套管底端位于待挖桩孔的底部预设位置处;开挖桩孔,在桩孔的底端进行扩底处理,形成扩大头;在桩孔内浇筑桩孔护壁,并保证浇筑桩孔护壁后的桩孔与套管连通;将锚索穿过隧道结构顶部预设的连接件,并将锚索的两个端头分别穿过套管后进入到桩孔内,在锚索的两个端头安装锚固端头,并对锚索施加预紧力。应用本发明可以有效防止既有隧道上浮。

技术研发人员:彭斌,吕刚,于晨昀,黄杰,邬泽,王靖华,宋月光,陈慧,刘建友,郭磊,康佩,郭苏锐
受保护的技术使用者:中铁工程设计咨询集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/9
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